玉米免耕播种机滚筒式防堵机构的设计与试验.pdf

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1、第28卷2012年第12期6月农业工程学报1'ransactionsofthechineseSocietyofA断cultllralEngine嘶ng、b1．28NO．12J岫．201231玉米免耕播种机滚筒式防堵机构的设计与试验高娜娜，张东兴※，杨丽，刘佳，史嵩，崔涛(中国农业大学工学院，北京100083)摘要：针对中国一年两熟地区麦茬地免耕播种玉米时小麦秸秆和杂草等易对播种机开沟器形成堵塞的问题，该文设计了一种驱动滚筒式丰动防堵机构。依据流体力学边界层理论并结合对比试验分析得出滚筒的适合形状为抛物线型，将滚筒与秸秆的相对运动简化为均匀流对圆柱体

2、的有环量绕流，得出滚筒的适宜转速。田『日j试验表明，驱动滚筒式防堵机构能有效防止秸秆杂草等对开沟器的堵塞，有较好的工作效果。在施肥开沟器与播种开沟器之间设置了张角为300的分禾栅板，避免秸秆杂草等重新落入种沟而造成种子播在地表形成晾种。关键词：流体力学，滚筒式，边界层，免耕播种机，防堵机构，分禾栅板doi：lO．3969／j-issn．1002—6819．2012．12．006中图分类号：s223．2+5文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一12一003卜07高娜娜，张东兴，杨丽，等．玉米免耕播种机滚筒式防堵机构的设计与试验[J】

3、．农业工程学报，2012，28(12)：31—37．GaoNalla，ZhangDongxing，YangLi，etaI．Desi驴锄dexperimentofdmm-typeanIiIblockingmechanismofno·tillplanterformai2e【J】．1hnsactionsoftheChinesesocietyofA鲥cuItLImIEngineering(1hnsactionsoflheCSAE)，2012，28(12)：3l一37．(inChine辩w汕Englishabstract)0引言实践表明，在中国冬小麦一夏玉米

4、一年两熟地区进行免耕播种有蓄水保墒、减少地下水消耗、培肥地力、改善生态环境和减少作业环节的综合效应∽】。免耕播种机在残茬覆盖地作业是否具备良好的通过性是影响播种机工作效率和播种质量的关键因素之一【4J。目前小麦茬地上免耕播种玉米面临的主要问题是小麦割茬较高，粉碎、抛洒不均匀，导致免耕播种玉米时田间存在大量柔软潮湿的麦秸秆缠绕在开沟器单体上或褒堵在施月巴单体和播种单体之问，使播种机堵塞，影响播种机的通过性和播种质量。目前免耕播种机常用的防堵装置有主动式和被动式2种类型。主动式防堵也称为驱动防堵，它依靠免耕播种机上动力驱动的切月装置切断秸秆(根茬)，保

5、证开沟器等工作部件顺利通过【5“，如带状旋耕、驱动圆盘等，这些防堵装置部分地解决了大量秸秆覆盖地表免耕播种时存在的堵塞问题，但由于高速破茬或旋耕作业要求依靠拖拉机输出动力来驱动，因此存在土壤扰动量大、功率消耗大、机具稳定性差的问题【7{】。对比之下，被动式防堵装置结构简单、制造成本低、在一定条件下有良收稿日期：2011．11-18修订日期：2012—04一12基金项目；玉米机械化生产工艺与装备系统优化研究与示范项目(200903059)；国家现代K米产业技术体系建设项目(cARs．02)；农业部土壤一机器．植物系统技术重点实验窀作者简介：高娜娜(J

6、985一)．女，内案古包头人，博十生，主耍从事玉米免耕播种机防堵方面的研究，北京中国农业大学工学院，100083。Email：2015nana@163．Ⅲ※通信作者：张东兴(1958一)，河北衡水人，教授，博士生导师．丰要从事农业机械化丁程与机械装备与计算机测控方面的研究。北京中国农业大学工学院，100083．EmiI：zhang“@c¨．山．∞好的防堵效果。典型的如河北农哈哈公司生产的2BCYF．3被动式防堵免耕播种机，该播种机在开沟器前安装了一个直径60mm的防缠滚筒，该滚筒是一个高约200mm的直圆卒心筒，自由度为l，只可在水平面上转动。若前

7、进过程中遇到秸秆杂草的阻碍，滚筒会因受到切向摩擦力而自发地转动，将秸秆拨开，但随着播种作业的进行．滚筒前方秸秆的增加使滚筒逐渐停止转动，失去防堵功能，所以无法适应覆盖量较大的地块。本文结合被动防堵与主动防堵的思想，设计了驱动滚筒式主动防堵机构，利用地轮的动力驱动滚筒转动，同时依据流体力学原理分析得出滚筒的形状与速度，使其实现良好的防堵效果。1结构及原理1．1防堵机构结构驱动滚筒式防堵机构示意图如图l所示，该机构主要由附装于尖角式施肥开沟器前的抛物线型滚筒、锥齿轮传动系统，链轮传动系统、分禾栅板等组成。本机构与双圆盘播种开沟器、平行四连杆机构、种箱、

8、排种器、地轮传动系统等共同组成一组适用于黄淮海一年两熟区小麦茬地上的玉米免耕施肥播种的开沟单体。1．2防堵机构工作原理播种